JP4728794B2 - 粉体計量供給機 - Google Patents

Description

本発明は、ホッパーから外部へ供給される粉体の質量を計測して供給量を計量する粉体計量供給機に関する。

従来、羽根車型の供給盤の羽根部と受盤で構成されるマスに粉体を充填し、出口に向かって周方向に移送する構造の粉体定量供給機に於いて、受盤の底面の一部を開口し、開口部全面に柔軟性が高いダイアフラムを装着して粉体の漏れ防止を行い、ダイアフラム上を通過する粉体質量をダイアフラムの下部に装着したロードセルにより間欠的又は連続的に計測し、その計測質量と供給盤の回転数から供給量を演算し、供給量が設定値に一致するように供給盤の回転数を制御する方式、さらに外乱によるロードセル計測値のドリフト対策を行った構造のものが知られている（例えば特許文献１参照）。

しかしながら、上記技術ではダイアフラムにどんなに柔軟性が高い材質を使用しても上部に乗った粉体の質量を１００％伝達する事は出来ず、同じ質量の再現性も０．１〜０．２ｇ程度の狂いが生じる。計測質量が数百ｇ以上あれば誤差として無視できるレベルであるが、計測質量が１０ｇ以下の場合は精度保証に関わる程大きな問題となる。ダイアフラムの形状は、供給盤の羽根間の粉体充填部の水平断面と同形状をしており、それが重なった位置に来た時に粉体質量計測を行っているが、位置検出用センサーのセッティング状態により数ミリのズレが発生し、その為全く同じ計量供給機であってもコントローラのパラメータが大きく異なる場合がある。
特開２００４−３０９２４４号公報

本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、粉体の計測精度を向上できる粉体計量供給機を提供することにある。

かかる課題を解決した本発明の構成は、
１） 粉体を外部へ定量供給する粉体計量供給機において、ケーシングの上面に粉体を導入する開口部を設け、ケーシングの内部に上下が開放された複数の粉体収容部を有する供給盤を回転自在に設け、供給盤の直上位置に投入口を備えた摺切り板を粉体収容部の移行軌跡面を覆うように設け、供給盤の直下位置にその下方を覆う受板を供給盤と接して供給盤が摺動できるように設け、受板の粉体収容部が通過し且つ投入口と連通しない位置に落下口を設け、落下口の下方位置にロードセルの台秤を設け、ロードセルの台秤を落下口より拡幅に形成し、ケーシングの台秤下方位置に吐出口を設け、受板の下方位置に台秤上の粉体を吐出口へ掻き落とす掻落し盤を供給盤と連動して回転するように設け、しかも台秤の形状より掻落し盤の羽根間の形状の方を大きくし、しかも供給盤の粉体収容部の回転進行側開放上部に収容量規制板を設けて開放上部の開口巾を開放下部の開口巾より狭幅に形成し、粉体収容部への投入量を制限できるようにし、更に摺切り板の投入口を狭幅に形成し、供給盤の粉体収容部への投入量を制限できるようにし、台秤上の粉体の質量値と供給盤の回転数に基づいて粉体の供給量を計量できるようにしたことを特徴とする、粉体計量供給機
にある。

既存の方式では台秤は粉体の移送途中にあり、台秤と受盤の隙間から下に粉体を落とす訳にはいかなかった為ダイアフラムでシールしていたが、本発明では粉体の落下口の下方に台秤とロードセルを設置し、移送途中ではなく供給盤から粉体を一旦台秤に落として乗せた事により、ダイアフラムが不要となりロードセルの計測精度が向上する。

また、既存の方式はダイアフラムの形状と供給盤の羽根間の粉体充填部の水平断面形状が同じである為、適正位置で位置検出する必要があるが、本発明は台秤の形状よりその直上で回転している掻落し盤の羽根間の形状が大きい為、台秤の上に羽根が来ない位置でのセッティングが容易に出来る。それにより少々の位置ズレでも質量検出時に羽根が台秤に対して力を下向きにかける事がなくなり、質量検出精度が向上する。

また、既存の方式は供給盤への充填は１００％の充填率でおこなわれ、場合によっては粉体の持ち回りが発生したり付着が発生したりして予定の供給量をまかなえない事があったが、本発明は摺切り板の投入口の面積を小さくして（収容量規制板）粉体収容部は既存の大きさとしたから、充填量を粉体収容部の容積に対して少なく制限し、それにより供給盤の粉体収容部の内壁への粉体の付着が緩和されるので、持ち回りや付着を起こす確率が大幅に減少される。

また、既存の方式では台秤は粉体の移送途中にあり、その為計測された質量は移送速度の影響を受けてしまい、速度が速いほど質量の伝達率が低下していたが、本発明では移送された粉体を供給盤から一旦台秤の上へ落として静止・安定させた後に質量測定を行ない、その後掻落し盤で排出口へ掻き落とすから、安定時間を得られないほどの高速回転でなければ質量測定は回転速度の影響を受けずに高精度となり、実運転テストを行わずに計測質量補正係数を計算値で求める事が出来る。

本発明の供給盤の粉体収容部は、その開放上部に収容量規制板を設けて開放上部を開放下部より狭幅に形成すると、粉体収容部への投入量を制限して持ち回りや付着を抑制できる。また、摺切り板の投入口を狭幅に形成し、供給盤の粉体収容部への投入量をより制限して持ち回りや付着を確実に防止する。ロードセルの台秤は落下口より拡幅に形成して計測時に粉体が台秤から落下しないようにする。以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。

図１は実施例の粉体計量供給機の断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図、図４は図１のＣ−Ｃ断面図、図５は実施例の粉体計量を示す説明図である。図中、１は粉体計量供給機、２はケーシング、２ａは開口部、２ｂは吐出口、２ｃは摺切り板、２ｄは投入口、２ｅは受板、２ｆは落下口、３は減速機付きモータ、３ａは回転軸、４は供給盤、４ａは粉体収容部、４ｂは収容量規制板、５は撹拌体、６はロードセル、７は台秤、８は掻落し盤、８ａは羽根、９はインバータ、１０はコントローラ、１１はホッパー、１１ａは排出口、１２はシュート、Ｆは粉体である。

本実施例の粉体計量供給機１は、図１〜４に示すようにホッパー１１の排出口１１ａに上面に開口部２ａと底面に吐出口２ｂが形成されたケーシング２を取り付け、ケーシング２の下部に減速機付きモータ３を取り付けてその回転軸３ａをケーシング２内に垂直に配設し、回転軸３ａに上下が開放された粉体収容部４ａを５箇所有する供給盤４をケーシング２の底部で軸着し、粉体収容部４ａの開放上部に収容量規制板４ｂを設けて開放上部を狭幅にし、供給盤４の上方に円錐状の撹拌体５を軸着し、供給盤４の直上位置に狭幅の投入口２ｄを備えた摺切り板２ｃを取り付けている。５箇所の粉体収容部４ａのうち１箇所は開放上部を設けず、ゼロ点ドリフト対策用の空マスとする。

供給盤４の直下位置には投入口２ｄと連通しない落下口２ｆを備えた受板２ｅを供給盤４と接して供給盤４が摺動できるように取り付け、落下口２ｆの下方位置にロードセル６及びその台秤７を取り付け、供給盤４の下方に台秤７ａ上の粉体Ｆを吐出口２ｂへ掻き落とす複数の羽根８ａを備えた掻落し盤８を回転軸３ａに軸着している。コントローラ１０は減速機付きモータ３を制御する制御回路と、回転軸３ａの回転数信号及びロードセル６の計測信号（質量値）に基づいて粉体Ｆの供給量を算出する演算回路とを備えている。

本実施例では、減速機付きモータ３の駆動力による供給盤４と撹拌体５の回転でホッパー１１に貯溜されていた粉体Ｆが排出口１１ａからケーシング２の開口部２ａへ取り込まれて撹拌体５で撹拌されながら下方へ送られ、送られた粉体Ｆは投入口２ｄを通じて供給盤４の粉体収容部４ａに落下して収容され、供給盤４の回転で粉体収容部４ａの粉体Ｆが摺切り板２ｃで順に摺り切られて周方向へ移送される。粉体収容部４ａの粉体はその空間の容積のおよそ半分の量が収容される。

図５（ａ）に示すように、粉体収容部４ａの粉体Ｆは落下口２ｆに達すると下方の台秤７に落下する。図５（ｂ）に示すようにその粉体収容部４ａの粉体Ｆの全量が落下した時点で、台秤７上の粉体Ｆの質量がロードセル６で計測される。計測後は図５（ｃ）に示すように掻落し盤８の羽根８ａが台秤７上の粉体Ｆを吐出口２ｂへ掻き落し、粉体Ｆは吐出口２ｂからシュート１２で所定の場所へ供給される。次の粉体収容部４ａの粉体Ｆは、図５（ａ）に示すように落下口２ｆから台秤７上に落下し、前記と同様に計測して吐出口２ｂへ掻き落とされて供給され、図５（ａ）〜（ｃ）の工程が順に繰り返される。並行してコントローラ１０は回転軸３ａの単位時間当たりの回転数を検出し、粉体Ｆの質量値と回転数に基づいて以下のような算出式により粉体Ｆの供給量が計量される。
Ｍ＝（３６００／１０００）αＷ／Ｔ
Ｍ＝供給量（ｋｇ／ｈ）
α＝計測質量補正係数
Ｗ＝１つの粉体収容部４ａの計測質量（ｇ）
Ｔ＝粉体収容部４ａの通過時間インターバル（ｓｅｃ）

本発明の粉体計量供給機は、ホッパー等の大型の粉体貯室の排出口に取り付けて利用される。

実施例の粉体供給機の断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 図１のＣ−Ｃ断面図である。 実施例の粉体計量を示す説明図である。

符号の説明

１ 粉体計量供給機
２ ケーシング
２ａ 開口部
２ｂ 吐出口
２ｃ 摺切り板
２ｄ 投入口
２ｅ 受板
２ｆ 落下口
３ 減速機付きモータ
３ａ 回転軸
４ 供給盤
４ａ 粉体収容部
４ｂ 収容量規制板
５ 撹拌体
６ ロードセル
７ 台秤
８ 掻落し盤
８ａ 羽根
９ インバータ
１０ コントローラ
１１ ホッパー
１１ａ 排出口
１２ シュート
Ｆ 粉体

Claims (1)

1. 粉体を外部へ定量供給する粉体計量供給機において、ケーシングの上面に粉体を導入する開口部を設け、ケーシングの内部に上下が開放された複数の粉体収容部を有する供給盤を回転自在に設け、供給盤の直上位置に投入口を備えた摺切り板を粉体収容部の移行軌跡面を覆うように設け、供給盤の直下位置にその下方を覆う受板を供給盤と接して供給盤が摺動できるように設け、受板の粉体収容部が通過し且つ投入口と連通しない位置に落下口を設け、落下口の下方位置にロードセルの台秤を設け、ロードセルの台秤を落下口より拡幅に形成し、ケーシングの台秤下方位置に吐出口を設け、受板の下方位置に台秤上の粉体を吐出口へ掻き落とす掻落し盤を供給盤と連動して回転するように設け、しかも台秤の形状より掻落し盤の羽根間の形状の方を大きくし、しかも供給盤の粉体収容部の回転進行側開放上部に収容量規制板を設けて開放上部の開口巾を開放下部の開口巾より狭幅に形成し、粉体収容部への投入量を制限できるようにし、更に摺切り板の投入口を狭幅に形成し、供給盤の粉体収容部への投入量を制限できるようにし、台秤上の粉体の質量値と供給盤の回転数に基づいて粉体の供給量を計量できるようにしたことを特徴とする、粉体計量供給機。
   

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